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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 30. Juni 1955 Bekanntgiemacht am 13. September 1956Date of registration: June 30, 1955 Published on September 13, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vergütung von Kohlegrieß für FernsprechmikiOphone und bezweckt, die mikrophonischen Eigenschaften des Kohlegrießes hinsichtlich der Lautstärke und der Konstanz des Widerstandes zu verbessern.The invention relates to a method and a device for remuneration of coal meal for Telephony and microphone intended for the microphones To improve properties of the charcoal in terms of volume and constancy of resistance.

Es ist bekannt, daß Kohlemikrophone im Laufe des Betriebes durch die Einwirkung des Stromes eine Verbesserung der Lautstärke bei gleichzeitiger Widerstandserhöhung erfahren. Man hat daher bereits versucht, durch eine künstliche Alterung des Kohlegrießes vor dem Einfüllen in die Mikrophonkapseln die Eigenschaften des Kohlegrießes zu verbessern, um einen stabilen Mikrophonwiderstand zu erhalten. Zu diesem Zweck wird der Kohlegrieß in einen Behälter eingebracht und der Einwirkung von Wasserstoff und Stickstoff bei gleichzeitiger mechanischer Erschütterung des Behälters ausgesetzt. Es ist auch bereits bekannt, Kohlegrieß dadurch zu vergüten, daß der KoIe- ao grieß nach einer Glühbehandlung in oxydierender Atmosphäre einer weiteren Glühbehandlung unter Schutzgas in Gegenwart von Metalldämpfen unterzogen wird, bei der Fremdatome an den Kohlenstoff angelagert werden, so daß der Kohlegrieß Halbleitereigenschaften annimmt. Zu diesem Zweck wird beispielsweise dem Kohlegrieß Aluminiumformiat beigemischt, das bei der GlühtemperaturIt is known that carbon microphones in the course of operation by the action of the current experience an improvement in volume with a simultaneous increase in resistance. One therefore has already tried, by artificial aging of the charcoal before filling into the microphone capsules to improve the properties of the charcoal in order to achieve a stable microphone resistance to obtain. For this purpose, the charcoal is placed in a container and the Effect of hydrogen and nitrogen with simultaneous mechanical vibration of the container exposed. It is also already known to remunerate coal semolina by the fact that the KoIe- ao After an annealing treatment in an oxidizing atmosphere, it was subjected to a further annealing treatment Protective gas in the presence of metal vapors is subjected to the foreign atoms at the carbon are deposited, so that the coal powder assumes semiconductor properties. To this end For example, aluminum formate is added to the coal grit, which is added at the annealing temperature

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zerfällt. Diese Verfahren sind jedoch aufwendig, da sie hohe Temperaturen bis iioo°C erfordern und die Glühbehandlung unter einem Schutzgas, \vie z. B. Wasserstoff, vorgenommen werden muß. Die Erfindung bringt nicht nur eine Verbesserung der Lautstärke mit sich, sondern zugleich auch eine Stabilisierung bzw. Alterung des Kohle:- grießes auf einen konstanten Widerstandswert und hat den Vorteil, daß das Verfahren bei Zimmer-ίο temperatur durchgeführt werden kann und nur eine einfache Vorrichtung erfordert. Erreicht werden diese Vorteile nach der Erfindung dadurch, daß der Kohlegrieß in einem elektrischen Feld zwischen Elektroden bewegt und hierbei gleichzeitig stark sauerstoffhaltigen Gasen oder Dämpfen ausgesetzt wird. Hierbei wird die Kohleoberfläche in kürzester Zeit mit einer Randschicht überzogen, welche für dem Mikrophoneffekt und seine Stabilität von ausschlaggebender Bedeutung ist. Der durch den Kohlegrieß geleitete Strom darf jedoch einen bestimmten Wert je Korn nicht überschreiten, damit die Formierung der Oberflächenschicht nicht durch Verbrennungserscheinungen gestört wird. Diese treten bereits bei einer Spannung von über etwa 0,4 bis 0,5 V, von Korn zu Korn gemessen, auf. Es ist für einen großen. Kohlegrießdurchsatz vorteilhaft, möglichst aktiven Sauerstoff zu verwenden, wie z.. B. ozonreiche Luft, stark sauerstoffhaltige Gas© oder peroxydhaltige Dämpfe, wie z. B. Perhydrol- oder Butylperoxyddämpfe.disintegrates. However, these processes are expensive because they require high temperatures of up to 100.degree and the annealing treatment under a protective gas, \ vie z. B. hydrogen, must be made. The invention brings not only an improvement in the volume with it, but at the same time also a stabilization or aging of the coal: - grit on a constant resistance value and has the advantage that the process can be carried out at room temperature and only one simple device required. These advantages are achieved according to the invention in that the Coal grits moved in an electric field between electrodes and at the same time strong exposed to gases or vapors containing oxygen. Here, the coal surface is in the shortest possible time Time covered with an edge layer, which is crucial for the microphone effect and its stability Meaning is. However, the current conducted through the coal meal may be a certain one Do not exceed the value per grain so that the formation of the surface layer does not occur Burn symptoms is disturbed. These occur at a voltage of over about 0.4 to 0.5 V, measured from grain to grain. It's for a big one. Coal semolina throughput advantageous, to use oxygen that is as active as possible, such as air that is rich in ozone and high in oxygen Gas © or vapors containing peroxide, such as B. Perhydrol or butyl peroxide vapors.

Das Vergütungsverfahren wird so durchgeführt, daß in einer Vorrichtung, die nachstehend beschrieben ist, der zu vergütende Kohlegrießstrom und der Gasstrom sich kontinuierlich im Gegenstrom bewegen, wobei der durch den Kohlegrieß fließende elektrische Strom über Kohleelektroden zugeführt wird. Als Behandlungsraum des Kohlegrießes dient hierbei eine mechanisch angetriebene, schräg gestellte Drehtrommel aus Isolierstoff, an deren einer Stirnseite der Kohlegrieß und an deren anderer Stirnseite der Gasstrom zugeführt wird. Bei der Behandlung wird das Rohr mit den Elektroden dauernd gedreht, so daß der Kohlegrieß durcheinandergeschichtet wird. Die hierbei an den Kohlegrießteilchen auftretenden elektrischen Funken beim Stromdurchgang tragen zur Bildung von Ozon bei, das auf die Oberfläche des Kohlegrießes einwirkt. Diese Einwirkung des Ozons auf den Kohlenstoff kann man als eine kalte Oxydation bezeichnen, die sich nur auf die Oberflächenschicht des Kohlegrießes erstreckt.The remuneration process is carried out so that in an apparatus described below is, the coal stream to be remunerated and the gas stream are continuously countercurrent move, whereby the electric current flowing through the coal grit is via carbon electrodes is fed. A mechanically driven, Inclined rotary drum made of insulating material, on one end of which the coal grit and on the other the other end face of the gas stream is supplied. During the treatment, the tube with the electrodes is used continuously rotated so that the coal grits are layered together. The here to the Electric sparks occurring during the passage of current contribute to the formation of carbon grit Ozone, which acts on the surface of the coal powder. This effect of the ozone on the Carbon can be described as a cold oxidation that only affects the surface layer of the coal grits.

Besonders wirkungsvoll ist dieses trockene Vergütungsverfahren, wenn der Kohlegrieß vorher in Wasserstoff oder wasserstoffhaltiger Atmosphäre oder auch im Vakuum geglüht wurde. Der Grund hierfür ist noch nicht hinreichend geklärt, doch dürfte er wahrscheinlich damit zusammenhängen, daß Kohlegrieß durch Wasserstoff- oder Vakuumglühung niederohmig. im Sinne einer Oberflächenleitschicht wird (η-Schicht), welche durch die kalte Oxydation eine Öberflächenverarmungsrandscbicht (p-Schicht) überlagert erhält, so daß am Kohlegrießkontakt eine p-n-Verbindung an der Oberfläche bestehen dürfte, der vermutlich der Hauptanteil an der Verstärkungswirkung des Kohlemikrophons zukommen dürfte.This dry remuneration process is particularly effective if the charcoal grits are in Was annealed hydrogen or hydrogen-containing atmosphere or in a vacuum. The reason this has not yet been sufficiently clarified, but it is likely to be related to that charcoal grits have a low resistance due to hydrogen or vacuum annealing. in the sense of a surface conductive layer becomes (η-layer), which by the cold oxidation a surface impoverishment edge layer (p-layer) is superimposed, so that a p-n connection on the surface at the coal powder contact probably the main part of the amplification effect of the carbon microphone should come.

Das Vergütungsverfahren ist nicht auf Kohlegrieß natürlichen Ursprungs beschränkt, es läßt sich auch mit gleichem Erfolg¹ für synthetisch hergestellten Kohlegrieß verwenden, der durch thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffverbindungen, wie z.B. Kunststoffen, gewonnen/wird. Auch für solchen synthetischen Mikrophongrieß ist das Verfahren anwendbar, dessen Grießteilchen nur eine Hülle von Halbleitern besitzen und deren Kern aus Kohle oder einem sonstigen Nichtleiter besteht, wenn die Halbleiterhüllen mit Sauerstoff unter Bildung von Oberflächenschichten, d. h. unter Erzeugung von p-n- bzw. n-p-Verbindungen an der Oberfläche von' Randschichten reagieren, wie z. B. Ti, Mg, Cr, die sich bereits für Mikrophongrieß wegen ihrer Halbleitereigenschaften als geeignet erwiesen haben.The remuneration process is not limited to coal meal of natural origin, it can also be used with the same success ¹ for synthetically produced coal meal which is obtained / is obtained by thermal decomposition of hydrocarbon compounds such as plastics. The method can also be used for such synthetic microphone grit, the grit particles of which have only a shell of semiconductors and the core of which consists of carbon or some other non-conductor, if the semiconductor shells are mixed with oxygen to form surface layers, ie with the production of pn or np compounds react on the surface of 'outer layers, such as B. Ti, Mg, Cr, which have already proven to be suitable for microphone grit because of their semiconductor properties.

Nachstehend ist die Vorrichtung zur Durchführung desVerfahrens beschrieben. DieVorrichtung besteht in der Hauptsache aus einer schräg gestellten Drehtrommel 1, deren Mantel aus Isolierstoff, wie z. B. Glas oder Keramik, besteht und deren Stirnseiten von den eingesetzten Kohleelektroden 2 und 3 gebildet sind. Die Drehtrommel 1 ist mit dien Elektroden 2, 3 um die angedeutete Achse A-A drehbar und wird von einem nicht dargestellten Antrieb mit regelbarer Geschwindigkeit während der Behandlung des Kohlegrießes gedreht. Über den Fülltrichter 5 gelangt der Kohlegrieß 4 über das axial eingeführte Zulaüfrohr 6 in die Trommel 1 und fällt nach der Behandlung durch die Austrittsöffnung 7 in den Sammpltrichter 8. Entgegen, dem Kohlegrieß strom wird an der Elektrode 2 das Behandlungsgas durch das Rohr 9 eingeführt, dessen Austrittsende durch ein Sieb 10 abgedeckt ist. Die Rohre 6 und 9 können zugleich die Achslager der Drehtrommel 1 bilden. Die Elektroden 2 und 3 können auch als Metallelektroden ausgebildet sein und sind über Schleifkontakte an eine Spannung gelegt, die von der Batterie U geliefert wird. Mit dem über die Elektroden 2, 3 und den im Behandlungsraum befindlichen Kohlegrieß 4 geführten Stromkreis sind ein Strommesser / und ein Regelwiderstand R in Reihe geschaltet, um die gewünschte Stromstärke im Kohlegrieß entsprechend einzuregeln. Die Durchflußgeschwindigkeiten des bei 10 eintretenden sauerstoffhaltigen Gases einerseits und des bei 6 einfließenden Grießes andererseits sind von der Wasserstoffvorbehandlung des Grießes, der Durchmischung und damit von der ■Umdrehungsgeschwindigkeit der Drehtrommel 1 und der angelegten Spannung U abhängig. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel. 1 ist daher regelbar und ebenso- die an den Elektroden liegende Spannung. Die geeigneten Werte dieser Größen werden durch Versuch ermittelt und dann für die laufende Fertigung entsprechend eingehalten. Auf diese Weise ist es möglich, in einem kalten Vergütungsverfahren Kohlegrieß zu erhalten, der lautstarke und konstante Kohlemikrophone für Fernsprech-The apparatus for carrying out the method is described below. The device consists mainly of an inclined rotary drum 1, the jacket of which is made of insulating material, such as. B. glass or ceramic, and the end faces of the carbon electrodes 2 and 3 used are formed. The rotating drum 1 can be rotated with the electrodes 2, 3 about the indicated axis AA and is rotated by a drive (not shown) at a controllable speed during the treatment of the coal meal. Via the filling funnel 5, the coal meal 4 reaches the drum 1 via the axially inserted feed pipe 6 and, after treatment, falls through the outlet opening 7 into the collecting funnel 8. In contrast to the coal meal stream, the treatment gas is introduced at the electrode 2 through the pipe 9, the outlet end of which is covered by a sieve 10. The tubes 6 and 9 can at the same time form the axle bearings of the rotary drum 1. The electrodes 2 and 3 can also be designed as metal electrodes and are connected to a voltage supplied by the battery U via sliding contacts. An ammeter / and a rheostat R are connected in series with the circuit led over the electrodes 2, 3 and the coal meal 4 located in the treatment room, in order to regulate the desired current intensity in the coal meal accordingly. The flow rates of the oxygen-containing gas entering at 10 on the one hand and of the grit entering at 6 on the other hand depend on the hydrogen pretreatment of the grit, the mixing and thus on the speed of rotation of the rotating drum 1 and the voltage U applied. The speed of rotation of the drum. 1 can therefore be regulated, as can the voltage applied to the electrodes. The suitable values of these variables are determined through tests and then adhered to for ongoing production. In this way, it is possible to obtain charcoal grit in a cold payment process, the loud and constant charcoal microphones for telephone

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zwecke ergibt, die keine Lautstärke- und Widerstandsänderungen während ihrer Betriebszeit mehr aufweisen.Purposes results that no more volume and resistance changes during their operating time exhibit.

Claims

Patent claims:

1. A method for remuneration of coal grit for telephone microphones, characterized in that that the coal meal moves in an electric field between electrodes and at the same time highly oxygenated gases or Exposed to vapors.

2. The method according to claim i, characterized in that that pretreated charcoal is used to produce an inversion layer or a p-n compound is annealed under protective gas or in a vacuum in the presence of metallic gases or vapors.

3. Apparatus for performing the method according to claim 1 or 2, characterized by an inclined rotary drum (1) made of insulating material, the end faces of which are formed by two electrodes ( ² , 3) placed on a voltage source (U) and each end face is axially has inserted tube (6, 9) for the supply of the treatment gas and the coal powder.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the tubes (6 and 9) simultaneously the axle bearings of the rotary drum (1) form, which are controlled by a gearbox with adjustable speed is set in rotation.

5. Apparatus according to claim 3 and 4, characterized in that the coal meal feed continuously adjustable via the pipe (6) and the gas supply via the pipe (9) are.

6. Apparatus according to claim 3 to 5, characterized in that the voltage (U) applied to the electrodes (2 and 3) is adjustable by a variable resistor (R) so that the burning voltage from grain to grain of the coal meal (4) below 0.5 V.

1 sheet of drawings